Zemente sind fein gemahlene, überwiegend anorganische Bindemittel, die in Gegenwart von Wasser hydraulisch erhärten und dabei stabile, wasserbeständige Gefügestrukturen ausbilden. Klassische Bauzemente wie Portlandzement basieren auf calciumsilikatischen Phasen (Alit, Belit), die bei der Hydratation vor allem Calcium‑Silikat‑Hydrate (C‑S‑H‑Phasen) und Calciumhydroxid bilden. Diese Phasen bestimmen maßgeblich Festigkeit, Dauerhaftigkeit und Mikrostruktur zementgebundener Werkstoffe.

Werkstoffwissenschaftlich werden Zemente durch ihre chemische Zusammensetzung (z. B. CaO–SiO₂–Al₂O₃–Fe₂O₃‑Systeme), ihre Phasenanteile sowie ihr Hydratations- und Erhärtungsverhalten charakterisiert. Die Kinetik der Hydratation, Wärmeentwicklung, Porenstruktur und Schrumpfverhalten sind zentrale Parameter für die anwendungsgerechte Auslegung von Zementmischungen.

Neben Portland- und Belit‑Zementen existieren zahlreiche alternative Zementwerkstoffe, etwa calciumaluminat‑, sulfoaluminat‑, magnesium- oder geopolymere Zemente. In der Biomedizin kommen Calciumphosphatzemente und Magnesiumphosphat‑Knochenzemente als resorbierbare beziehungsweise bioaktive Werkstoffe zum Einsatz; sie härten über Kristallisationsprozesse und Ionenaustauschreaktionen aus.

Aktuelle Forschung fokussiert auf CO₂‑ärmere Klinkerchemien, Substitution primärer Rohstoffe, Optimierung der Hydratationsprodukte (insbesondere C‑S‑H‑Nanostrukturen) sowie die Kopplung von mechanischen, thermischen und chemischen Degradationsmechanismen zur Vorhersage der Langzeitbeständigkeit zementgebundener Systeme.